某水库坝体渗漏分析及除险加固施工质量控制

田传兴

【摘要】水库坝体在防渗加固施工中的各个环节须进行严格控制，才能保证达到良好的工程施工效果。本文结合某水库实例，分析了坝体渗漏原因，并探讨了该水库大坝深层水泥搅拌桩施工流程与质量控制手段，以期对类似工程施工有所借鉴。

【关键词】水库坝体；渗漏分析；防渗加固；质量控制

0、引言

旧水库由于受当时经济或技术的限制，建设水库时考虑的后期因素较少，致使水库在后期运行中不断出现坝体渗漏、不稳定等安全隐患。水库长期“带病”运行会对水库的安全运营和正常功能实现造成了不利的影响，因此需要对水库进行综合的防渗加固措施，保证水库的安全运行。

1、工程概述

某水库是一座以防洪、灌溉、供水为主，兼顾发电等综合利用的大型水利枢纽工程。水库自建成以来为当地提供农业用水2.67亿立方米，极大的缓解了当地缺水局面。但该水库近年来出现了坝体渗漏现象，经计算年渗漏量达0.85亿立方米，达到水库库容总量的5%，超出相关规范要求，需进行防渗处理。

2、水库坝体渗漏原因分析

坝体原本的填筑质量不佳，密实度不足。坝体内空隙发育（e=1.15～2.11），大部分土体压缩性大，整体抗剪强度分布不均匀；

坝顶施工的外载荷作用。坝体上部由于外部施工机械工作，特别是长时间机械振动的影响，槽段稳定性遭到破坏；

混凝土浇筑强度及速度的影响。坝体施工成槽时耗时过长，混凝土的浇筑强度及速度对槽段的稳定产生影响；

灌浆时造成坝体劈裂。原施工中坝体灌浆时浆液的灌入量过大，在坝体内形成了连续的劈裂缝，从而使得坝体的抗渗性降低。

3、坝体防渗加固施工

依据该水库工程现场条件，工程选用深层水泥搅拌桩防渗墙方案，此方案不仅可有效降低施工周期，确保汛期的大坝安全，更可以缩减成本投入。为保障水库坝体的防渗加固效果，需对深层水泥搅拌桩施工过程进行严格的控制，坝体防渗加固施工流程如图1所示，下面对施工环节的重点和难点进行阐述。

3.1 场地平整与桩机安设

首先使用推土机对坝顶场地进行平整，若坝顶宽度不足以满足施工设备的宽度要求，需先降低坝顶高度1-1.5m，随后使用人工坝顶开挖导浆沟槽，沟槽断面为0.5m×0.5m。依据桩位平面图与坝轴线控制桩，通过经纬仪对开挖方向进行确定，使用量尺测距并确定桩位。最后将桩机移至设计的拟钻桩位，设备的调平对中通过搅拌机自带的调平装置进行，调平对中后还需再次使用经纬仪进行检验，确保中心的偏差小于两厘米，偏斜率低于百分之一。

3.2 浆液制备与输送

水泥浆制备泵转距离深层搅拌机的距离应在50米之内。浆液的制备采用32.5R的硅酸盐水泥，水泥使用量为占制备浆液总重量的13%～16%，水灰比为0.46～0.5，浆液制成后必须经过严格的过滤工序才可送进集料斗，此外制成的浆液还必须经常性的搅拌以避免出现沉淀。制成的水泥浆液使用挤压式灰浆泵注入直径32厘米的胶管后输送至深层搅拌机的钻杆内，最后由搅拌叶的出浆口射出，进入注浆坝体。

3.3 樁机钻头下沉与提升

作业时首先开启灰浆泵将水泥浆液输送至钻头，随后开启桩机，使钻头正向旋转并选取钻杆向下档，钻进速度不得超过每分钟0.5m，钻头边搅拌边喷浆直至到达设计深度为止。桩机钻至设计深度后，钻进停止的同时继续注浆一分钟以上，直至钻口出现泛浆为止，以确保防渗墙墙底水泥土压密严实。随后将钻机反向旋转，并选取钻杆向上档，钻头开始向上提升，提升速度不得超过每分钟0.5m，提升时继续保持喷浆与搅拌，确保孔口保持轻微的泛浆现象。待钻头提升到设计的桩顶高度后，停止提升与喷浆。深层搅拌桩机再次正向旋转并下沉，下降至设计深度后反向旋转并再次提升直至桩顶位置，以确保浆液的充分搅拌混合。

4、施工质量的控制与检验

4.1 工程质量控制

在施工中，工程监理必须对钻孔的施工进行严格监管，确保孔位中心偏差小于两厘米且钻孔偏斜率低于百分之一，钻进速度控制在每分钟0.5米以内，浆液配比严格按照设计说明进行。最后将单位时间内的水泥浆灌入量作为主要指标，并使用电脑对数据进行精确记录。

4.2 工程质量检验

防渗墙施工完成后必须由专业的监理单位工程质量进行检验，检验主要通过开挖检查与钻孔压水试验达成。其中开挖检查在工程竣工后七天进行，选择0+30与0+140两处桩号开挖，每处开挖长度为5米。经检查，桩体实测直径在550毫米以上，整体搭接连续，强度高，在坝体中形成了一道完整的防渗墙体，很好的满足了设计要求；钻孔压水试验与开挖检查同时进行，具体做法为：自两个开挖孔位中随机选取一个，使用钻机进行钻进作业，作业中每间隔5米进行一次压水试验，压水试验操作按照有关规程进行。本次检测中共计进行六次压水试验，渗透系数在（9.12×10-7～3.25×10-7）cm/s间，均低于1×10-6cm/s的规范要求，满足坝体防渗设计。

5、结语

深层水泥搅拌桩施工质量易受多方面因素的影响，为保证工程施工质量，施工中必须严格对施工工序进行控制和对混凝土质量的检测，以此才能达到最优的坝体防渗加固效果。某水库大坝主体为粘土均质坝，使用深层搅拌桩进行施工，施工十分顺利，整个施工耗时不足一月，共计完成进尺量达8000米，施工完成后经检验很好的达成了坝体防渗的相关设计要求，且施工成本较低，获得了工程质量与经济效益的双赢。